湿喷混凝土施工工艺

沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 1 - 中铁十二局集团有限公司 湿喷混凝土工艺湿喷混凝土工艺 1 工程概况 1.1 工程简介 张家屯隧道起讫里程 DK1084+036DK1085+220，全长 1184m。DK1084+036DK1085+190 段 1154m 设计为 V 级 0.3g 地震设 防衬砌，采用三台阶法开挖。DK1085+190DK1085+220 段 30m 设计 为 V 级明洞衬砌，采用明挖法。隧道开挖断面 150m2。共计湿喷混凝 土 1.6 万方。 1.2 工程地质条件 张家屯隧道洞身穿越区域以灰岩为主，局部穿越泥灰岩地层及 泥质砂岩强风化带。据地质资料揭示碳酸盐岩地层中浅部发育有小 型岩溶洞穴，隧道开挖可能会遇到大型岩溶管道及溶洞，易发生突 水、突泥现象。隧道进口段基岩为寒武系下统龙王庙组（1l） 灰岩，岩层近似水平，节理裂隙较发育，岩石切割成块，存在零星 危岩落石，对隧道洞口影响较大。出口段出露基岩为强风化砂质泥 岩，岩体质软，遇水软化、易风化剥落，极易引起隧道边仰坡的溜 坍失稳，洞门及堑坡地质条件较差。隧道通过地段为寒武系下统龙 王庙组（1l）砂质泥岩、泥灰岩、灰岩，全隧地质构造简单， 为近水平地层，局部产状轻微扭动，未见其它构造形迹，工程地质 条件简单。 2 作用 喷谢混凝土用于隧道洞内初期支护或洞内临时防护，可单独作 为一种防护结构，或与锚杆、钢筋网、钢架等支护结构的一种形式 或几种形式共同组成喷锚构筑体系，在隧道施工中是较为常见的支 护结构，其主要作用是封闭围岩、防止围岩的松弛和风化。由于隧 道施工对支护体系自防水性能的要求提高及对隧道内通风防尘的要 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 2 - 中铁十二局集团有限公司 求，隧道内初期支护采用湿喷混凝土。湿喷混凝土应具备较强的防 水性能，能够有效的抑制隧道内粉尘的产生（与干喷相比） 。在施工 喷射混凝土支护体系时，应仔细观察和分析围岩的渗水情况，对渗 水量大的应采取埋管排水或径向注浆堵水等措施进行处理。试验的 主要目的是通过湿喷试验取得合理的湿喷砼参数，用于指导以后的 湿喷砼施工。 3 施工工艺 3.1 施工材料准备 湿喷混凝土材料的进场必须进行检验，除应符合国家、铁道部 现行的有关标准外，并应符合下列要求： （1）水泥：选用 P.042.5 普通硅酸盐水泥，检验合格。 （2）粗骨料：采用坚硬耐久、级配良好的碎石或卵石，级配组 成 5-10mm，检验合格。 （3）细骨料：采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数 3.1，表 观密度 2680kg/m3，检验合格。 （4）外加剂：应对混凝土的强度及与围岩的粘结力基本无影响； 对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大；吸湿 性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。本工程隧道湿喷砼采 用聚羧酸高性能减水剂，检验合格。 （5）速凝剂：采用湿喷专用液体速凝剂，使用前进行与水泥相 溶性和速凝效果试验，并要求初凝不应大于 5min，终凝不应大于 12min，检验合格。 （6）水：水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响 水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不得使用污水、PH 值小于 4 的酸 性水、硫酸盐含量按计超过水重 1的水。 2 4 so 3.2 配合比设计 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 3 - 中铁十二局集团有限公司 喷射混凝土的配合比设计根据原材料性能、混凝土的技术条件 和设计要求通过试验选定，初期强度满足施工需要，即 3h 强度达到 1.5MPa，24h 强度达到 10.0MPa。隧道外边仰坡为 C20 喷射混凝土， 隧道内初期支护拱墙为 C30 纤维混凝土，仰拱为 C30 混凝土。 3.3主要机具设备 电动空压机2台(20m3/台)、TK600湿喷机2台(生产率6m3/h)、混 凝土运输车2辆、装载机一辆（湿喷混凝土由拌和站拌制） 。 3.4人员配备 空压机司机2人、喷射手2人、助手4人、运料司机2人、装载机 司机1人，共11人（不包括架子队管理人员拌和站混凝土拌制人员） 。 3.5 喷射前准备工作 （1）喷射混凝土前，应对受喷岩面进行处理后再喷射混凝土， 一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易 潮解、泥化时，采用高压风吹净岩面。 （2）若为泥、砂质岩面时挂设钢筋网，用环向钢筋、锚杆或钢 架固定，使其密贴受喷面，以提高喷混凝土的附着力。 （3）采用埋设钢筋头作为控制喷射混凝土厚度的标志。 （4）检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，需满足 以下要求： A、选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；压风 进入喷射机前必须进行油水分离； B、输料管应能承受 0.8MPa 以上的压力，并应有良好的耐磨性 能； C、保证作业区内具有良好通风和照明条件； 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 4 - 中铁十二局集团有限公司 D、湿喷机的密封性能良好，输料连续均匀； E、湿喷机生产率为 6m3/h，允许骨料最大粒径为 16mm； F、混凝土输料距离：水平方向不大于 30m，垂直方向不大于 20m； G、加强通风，保证机旁粉尘浓度小于 10mg/m3。 3.6 湿喷混凝土施工工艺原理 湿喷混凝土施工工艺原理框图 3.7 湿喷混凝土施工流程 根据湿喷混凝土工艺流程，计划在张家屯隧道出口进行现场试 验，湿喷混凝土过程中根据喷射效果即时调整风压、分层厚度、喷 头距受喷面距离、喷头角度等参数。从而得出喷射混凝土满足表面 平整、喷射过程中不掉皮、喷混凝土密实等规范要求指标的相关施 工参数。 细骨料 粗骨料 水泥 水 外加剂 压缩空气 速凝剂 喷头 砼运输 湿喷机 搅拌机 施工准备 受喷面处理 埋设喷层厚度标钉 机具到位 初喷混凝土作业 复喷混凝土作业 质量检查 结束 原材料进场检查 搅拌车运输喷料 调整试验参 数补喷 接通风水电，试机 不合格 合格 选定混凝土配合比 自动计量搅拌混凝土 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 5 - 中铁十二局集团有限公司 湿喷混凝土施工流程图 4 施工注意事项 （1）各项准备工作做好后，即可按照施工配合比拌料、进行湿 喷混凝土施工。混凝土采用自动计量配料、强制搅拌机拌和；混凝 土搅拌运输车运输。 （2）喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力 要求，受喷面应符合下列要求: .钢架不晃动，拱架背后的封挡应牢固，在喷射过程中不晃动。 .喷射作业时，喷头宜垂直于受喷面，喷头距受喷面的距离为 1.52.0m。喷头做连续、缓慢移动，使喷层厚度均匀，当岩面有较 大凹洼时先将凹处喷平，根据喷射效果随时调整喷头距受喷面的距 离和角度等参数，以达到最佳喷射效果。 .喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上，分段 长度不宜大于 6m；分层喷射时，一次喷射厚度不小于 40mm，后一层 喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝 1h 后再进行喷射时，应 先用风水清洗喷层表面。复喷混凝土的一次喷射厚度：拱部为 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 6 - 中铁十二局集团有限公司 50100mm，侧壁为 70150mm。 .喷射作业宜连续施工,人工掌握喷头时宜两人合力操作。 A.钢架与围岩间的间歇必须用喷射混凝土充填密实； B.喷射顺序应由下向上对称进行,先喷射钢架与围岩间的间隙, 后喷射钢架与钢架间的混凝土； C.各种形式的钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得 小于 40mm。 .喷射混凝土养护应遵守下列规定： 喷射混凝土终凝 2h 后，应喷水养护，时间不得少于 14d。喷水 次数以能保持混凝土具有足够的湿润状态为度。 当围岩条件不允许喷水养护时,以采用喷雾养护为宜,防止喷水 过多软化下部土层。 5 质量检查与质量控制 1、喷射混凝土的原材料、配合比、拌和、运输、喷射、质量检 查等，应符合现行铁路隧道喷锚构筑法技术规范和客运专线 铁路隧道工程施工质量验收暂行标准 有关规定。 2、喷射手必须经过岗前培训。 3、喷射混凝土随拌随用，向喷射机供料应连续。 4、喷射混凝土的回弹率：边墙控制在15%左右，拱部控制在20% 左右。 5、喷射混凝土的厚度应符合： (1)喷射混凝土平均厚度不应小于设计厚度。 (2)喷射混凝土厚度检查点数的 80及以上大于设计厚度。 (3)喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的 2/3。 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 7 - 中铁十二局集团有限公司 6、喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、松酥、脱落、漏喷、 露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。 平整度用 2m 靠尺检查，表面平整度允许偏差：侧壁 5cm、拱部 7cm。达不到要求的，可用喷混凝土或抹砂浆对基面进行找平处理。 6 安全、环保措施 （1）加强作业区的通风、照明、采取防尘措施降低粉尘浓度。 （2）作业人员应配戴必要的防护用品，如口罩、眼罩、雨衣裤、 长统胶靴和乳胶手套等。 （3）机具设备应置于安全地段。 （4）突然断水或断料时，喷头应迅速移离受喷面。 （5）发生堵管时，应尽快疏通。处理堵管时喷嘴前严禁站人。 沪昆铁路客运专线云南段 TJ3 标湿喷混凝土工艺 - 8 - 中铁十二局集团有限公司 目 录 1 工程概况.- 1 - 1.1 工程简介.- 1 - 1.2 工程地质及水文地质条件.- 1 - 2 试验目的.- 1 - 3 施工工艺.- 2 - 3.1 施工材料准备.- 2 - 3.2 配合